Yêu cầu của hệ thống lái
Tất tần tật về " HỆ THỐNG LÁI ", Những hư hỏng thường gặp và quy trình bảo dưỡng sửa chữa của hệ thống lái trên ô tô. TÌM HIỂU VỀ HỆ THỐNG LÁI TRÊN Ô TÔ 1. Nhiệm vụ, phân loại, yêu cầu của hệ thống lái 1.1 Nhiệm vụ: Hệ thống lái của ô tô dùng để thay đổi hướng chuyển động của ô tô hoặc giữ cho ô tô chuyển động theo một hướng nhất định. 1.2 Phân loại: 1.2.1 Theo vị trí tay lái:
1.2.2 Theo số lượng bánh dẫn hướng
Đây là một thiết bị làm thay đổi hướng không chỉ của các bánh trước mà còn của cả các bánh sau. Khi thay đổi hướng chuyển động của xe, loại xe thông thường thì chỉ đổi hướng các bánh trước nhưng xe 4WS còn chuyển hướng các bánh sau theo các yếu tố như góc quay vô lăng và tốc độ xe. Ở tốc độ trung bình và cao, khi chuyển làn đường, lái theo một đường cong chữ S hoặc khi xe rẽ, các bánh sau sẽ chuyển động cùng hướng với các các bánh trước để xe lái ổn định vè êm. Mặt khác khi xe chạy tốc độ không cao thì bánh sau được lái theo hướng ngược với các bánh trước để xe quay theo góc ngoặt gấp.
1.2.3 Theo kết cấu của cơ cấu lái:
1.2.4 Theo kết cấu của bộ trợ lực lái (cường hoá)
1.3 Yêu cầu: Hệ thống lái phải đảm bảo các yêu cầu sau:
2. Kết cấu của hệ thống lái 2.1 Trục lái:
2.2 Cơ cấu hấp thu va đập: Khi xe bị đâm hoặc va chạm mạnh từ phía trước, cơ cấu này giúp người lái tránh được thương tích do trục lái chính gây ra bằng 2 cách: gãy tại thời điểm xe bị đâm (va đập sơ cấp); và giảm va đập thứ cấp tác động lên cơ thể người lái khi cơ thể người lái bị xô vào vô lăng do quán tính. Trục lái hấp thụ va đập được phân loại như sau:
Chú ý :
Cấu tạo và hoạt động của cơ cấu hấp thu va đập kiểu giá đỡ uốn cong: - Cấu tạo : Cơ cấu hấp thụ va đập bao gồm một giá đỡ phía dưới, giá đỡ dễ vỡ, trục trung gian và tấm hấp thụ va đập. Trục lái được lắp với thanh tăng cứng bảng táp lô thông qua giá đỡ phía dưới và giá đỡ dễ vỡ. Trục lái và hộp cơ cấu lái được nối với trục trung gian. - Hoạt động Khi hộp cơ cấu lái chuyển dịch khi xe bị va đập (va đập sơ cấp) thì trục trung gian co lại, do đó làm giảm khả năng trục lái và vô lăng nhô lên trong buồng lái. Khi một lực va đập được truyền vào vô lăng trong sự cố đâm xe (va đập thứ cấp) thì cơ cấu hấp thụ va đập và túi khí của người lái giúp hấp thu va đập. Hơn nữa, giá đỡ dễ vỡ và giá đỡ phía dưới tách ra làm cho toàn bộ trục lái đổ về phía trước. Lúc này tấm hấp thụ va đập bị biến dạng để hấp thu tác động của va đập thứ cấp. 2.3 Cơ cấu khoá tay lái : Đây là cơ cấu vô hiệu hoá vô lăng để chống trộm bằng cách khoá trục lái chính vào ống trục lái khi rút chìa khoá điện. Có hai loại cơ cấu khoá lái.
Chú ý: Đối với các xe dùng hộp số tự động có cơ cấu khoá chuyển số thì không có cơ cấu khoá tay lái. a. Cấu tạo Cấu tạo của cơ cấu khoá tay lái lắp trên trục lái cùng khoá điện bao gồm: Nút bấm, thanh khoá, cam, cữ chặn, cần nhả thanh khoá, tấm chặn, tấm đẩy, … Cơ cấu khoá tay lái có hai loại: Loại ấn và loại nút bấm được mô tả trong hình sau đây b. Hoạt động - Khi chìa khoá điện ở vị trí ACC hoặc ON thì cữ chặn khoá và thanh khoá bị cam của trục cam đẩy sang phải. Cần nhả khoá sẽ tụt vào rãnh trong cữ chặn khoá ngăn cữ chặn khoá và thanh khoá dịch chuyển sang trái và do vậy ngăn việc khoá vô lăng trong khi xe đang chạy. - Khi chìa khoá điện chuyển từ vị trí ON sang ACC (tắt động cơ) thì cần nhả khoá sẽ đập vào mép trái của rãnh trong cữ chặn khoá, ngăn cữ chặn khoá và thanh khoá dịch chuyển sang trái (và do vậy ngăn việc khoá vô lăng). - Khi khoá điện ở vị trí ACC : Khi chìa khoá điện không bị ấn vào trong khi khoá đang ở vị trí ACC, tấm đẩy sẽ bị lò xo phản hồi của rô to ổ khoá đẩy ra ngoài. Do đó, tấm chặn nhô ra ngoài và va vào thân khoá ngăn rô to và chìa khoá điện xoay về vị trí Khoá. - Khi chuyển khoá điện từ ACC sang LOCK : Khi ta ấn chìa khoá vào trong khi ở vị trí ACC, rô to và tấm đẩy cũng bị đẩy vào. Phần trên của tấm chặn sẽ nhô lên vách chéo của rãnh trong tấm đẩy và phần thấp hơn của tấm đẩy chuyển động vào trong trục cam. Chìa khoá điện, tấm đẩy và trục cam sẽ tự do xoay theo một khối thống nhất từ vị trí ACC tới vị trí LOCK. Tuy nhiên do đầu của cần nhả khoá vẫn bị chìa khoá giữ xuống, cữ chặn khoá và thanh khoá không thể dịch chuyển được sang trái. - Khi rút chìa khoá điện ra khỏi ổ khoá, cần nhả khoá tách ra khỏi (dịch chuyển lên) cữ chặn khoá, và thanh khoá sẽ chui vào rãnh trục lái chính và khoá trục lái chính. 2.4 Cơ cấu nghiêng tay lái : Cơ cấu nghiêng tay lái cho phép lựa chọn vị trí vô lăng (theo hướng thẳng đứng) để thích hợp với vị trí ngồi lái của người lái xe. Cơ cấu nghiêng tay lái được phân loại thành hai loại: Loại điểm tựa trên và loại điểm tựa dưới a. Cấu tạo Cơ cấu nghiêng tay lái bao gồm một cặp cữ chặn nghiêng, bulông khoá nghiêng, giá đỡ kiểu dễ vỡ, cần nghiêng v.v... b. Hoạt động
2.5 Cơ cấu trượt tay lái Cơ cấu trượt tay lái cho phép điều chỉnh vị trí vô lăng về phía trước hoặc về phía sau cho phù hợp với vị trí của người lái xe a. Cấu tạo Cơ cấu trượt vô lăng bao gồm ống trục trượt, hai khoá nêm, bu lông chặn, cần trượt v.v... b. Hoạt động
2.6 Trục lái có cơ cấu nghiêng và trượt điều khiển điện: a. Kết cấu:
b. Hoạt động - Điều khiển nghiêng bằng điện: Bật công tắc lên hoặc xuống để vận hành mô tơ nghiêng. Bánh vít nghiêng và trục vít nghiêng bắt đầu quay và thanh trượt trượt. Trục lái được nối với hệ liên kết sẽ nghiêng lên hoặc xuống. - Điều khiển trượt bằng điện: Bật công tắc sang trái hoặc sang phải để vận hành mô tơ trượt. Trục vít trượt bắt đầu quay và ống trượt sẽ trượt về phía trước hoặc phía sau. 3. Cơ cấu lái thường Các bánh răng trong cơ cấu lái không chỉ điều khiển các bánh trước mà chúng còn là các bánh răng giảm tốc để giảm lực quay vô lăng bằng cách tăng mô men đầu ra. Tỷ lệ giảm tốc được gọi là tỷ số truyền cơ cấu lái và thường dao động giữa 18 và 20:1. Tỷ lệ càng lớn không những làm giảm lực đánh lái mà còn yêu cầu phải xoay vô lăng nhiều hơn khi xe quay vòng. Hiện này hầu hết các loại xe đều sử dụng hai loại cơ cấu lái:
3.1 Loại trục vít - thanh răng a. Cấu tạo
b. Đặc điểm:
Hiện nay thường sử dụng cơ cấu lái loại này. 3.2 Loại bi tuần hoàn a. Cấu tạo Các rãnh hình xoắn ốc được cắt trên trục vít và đai ốc bi và các viên bi thép chuyển động lăn trong rãnh trục vít và rãnh đai ốc. Cạnh của đai ốc bi có răng để ăn khớp với các răng trên trục rẻ quạt b. Đặc điểm
3.3 Dẫn động lái a. Nhiệm vụ, yêu cầu Cơ cấu dẫn động lái là sự kết hợp giữa các thanh nối và tay đòn để truyền chuyển động của cơ cấu lái tới các bánh xe trái và phải Thanh dẫn động lái phải truyền chính xác chuyển động của vô lăng lên các bánh trước khi chúng chuyển động lên xuống trong khi xe chạy. Có nhiều loại thanh dẫn động lái và kết cấu khớp nối được thiết kế để thực hiện yêu cầu này. b. Cấu tạo Cơ cấu dẫn động lái bao gồm các bộ phận: Thanh nối, Đầu thanh nối, Đòn cam lái, Đòn quay (loại bi tuần hoàn), Thanh ngang (loại bi tuần hoàn), Cam lái (loại bi tuần hoàn), Tay đòn trung gian (loại bi tuần hoàn), Thanh kéo (loại bi tuần hoàn) 4. Hệ thống lái có trợ lực 4.1 Trợ lực lái a. Nhiệm vụ:
b. Phân loại: Có hai loại bao gồm loại trợ lái thuỷ lực và trợ lái điện. Hiện nay, hầu hết các loại xe đều sử dụng trợ lái thuỷ lực. Ba bộ phận chính của trợ lái thuỷ lực là bơm, van điều khiển và xi lanh trợ lực. c. Yêu cầu:
4.2 Sơ đồ nguyên lý hoạt động của hệ thống lái có trợ lực a. Sơ đồ: b. Nguyên lý hoạt động:
4.3 Các bộ phận của bơm trợ lực lái:
a. Cấu tạo:
Thông thường, nắp bình chứa có một thước đo mức để kiểm tra mức dầu. Nếu mức dầu trong bình chứa giảm dưới mức quy định thì bơm sẽ hút không khí vào gây ra lỗi trong vận hành.
Van điều khiển lưu lượng điều chỉnh lượng dòng chảy dầu từ bơm tới xilanh lực, duy trì lưu lượng không đổi mà không phụ thuộc tốc độ bơm (v/ph). Do lưu lượng của bơm cánh gạt tăng tỷ lệ với tốc độ động cơ, mức độ trợ lực lái tạo bởi pittông lực của cơ cấu lái phụ thuộc vào lượng dầu từ bơm. Khi tốc độ bơm tăng thì lưu lượng dầu tăng và tạo ra mức độ trợ lực lớn làm giảm nhẹ lực lái. Nói cách khác, lực đánh lái thay đổi theo tốc độ động cơ gây ảnh hưởng đến tính ổn định lái. Vì vậy cần phải duy trì một lượng dầu cung cấp từ bơm không đổi, không phụ thuộc vào tốc độ động cơ. Van điều khiển lưu lượng thực hiện yêu cầu này. Để thực hiện được nhiệm vụ này, người ta sử dụng một ống điều khiển để giảm lưu lượng dầu khi tốc độ bơm đạt đến một giá trị nhất định. Trợ lực lái này được gọi là trợ lực lái kiểu tốc độ (RPM) hay trợ lực lái kiểu cảm biến. Nó tạo ra một lực lái phù hợp ngay cả khi xe chạy ở tốc độ cao. Khi tốc độ động cơ tăng thì lưu lượng dầu của bơm tăng nhưng lượng dầu đưa đến xilanh lực lại giảm. Có ba loại van điều khiển lưu lượng:
Tất cả các loại van đó đều có một thanh xoắn nằm giữa trục van điều khiển và trục vít. Van điều khiển vận hành theo mức độ xoắn của thanh xoắn. Thiết bị bù không tải:
b. Hoạt động: + Bơm trợ lực:
+ Van điều khiển lưu lượng: - Ở tốc độ thấp: (Tốc độ của bơm khoảng 650 1250 v/ph) Áp suất ra của bơm P1 tác dụng lên phía phải của van điều khiển lưu lượng và áp suất P2 tác dụng lên phía trái sau khi đi qua lỗ tiết lưu. Sự chênh lệch áp suất giữa P1 và P2 tăng lên khi tốc độ động cơ tăng. Khi chênh lệch áp suất thắng được sức căng lò xo kéo (A) của van điều khiển lưu lượng thì van di chuyển sang trái mở khoang thông với cửa hút của bơm nên dầu quay về bơm làm lưu lượng dầu không đổi. - Ở tốc độ trung bình: (Tốc độ bơm khoảng 1250 2500 v/ph) Áp suất ra của bơm P1 tác dụng lên phía trái của ống điều khiển lưu lượng. Khi tốc độ của bơm đạt 1250 v/ph thì áp suất P1 thắng sức căng của lò xo kéo ( đẩy ống điều khiển sang phải làm giảm lượng dầu qua lỗ tiết lưu nên áp suất P2 giảm. Sự chênh lệch áp suất giữa P1 và P2 tăng nên van điều khiển dịch chuyển sang trái cho dầu quay về phía hút của bơm. Do đó lượng dầu đến xilanh lực giảm. - Ở tốc độ cao: (Tốc độ của bơm trên 2500 v/ph) Khi tốc độ bơm vượt quá 2.500 v/ph, ống điều khiển tiếp tục bị đẩy sang phải, đóng một nửa các lỗ tiết lưu. Lúc này, áp suất P2 chỉ do lượng dầu qua các lỗ quyết định. Theo cách này lượng dầu tới hộp cơ cấu lái được duy trì không đổi (trị số nhỏ) - Van an toàn Van an toàn đặt trong van điều khiển lưu lượng. Khi áp suất P2 vượt mức quy định (khi quay hết cỡ vô lăng), van an toàn sẽ mở để giảm áp suất. Khi áp suất P2 giảm thì Van điều khiển lưu lượng bị đẩy sang trái và điều chỉnh áp suất tối đa. 4.4 Hộp cơ cấu lái có trợ lực:
Van điều khiển (loại van quay).
+ Khi vô lăng ở vị trí trung gian: Khi trục van điều khiển không quay nó sẽ nằm ở vị tri trung gian so với van quay. Dầu do bơm cung cấp quay trở lại bình chứa qua cổng "D" và buồng "D". Các buồng trái và phải của xi lanh bị nén nhẹ nhưng do không có sự chênh lệch áp suất nên không có lực trợ lái. + Khi quay vòng sang phải Khi xe quay vòng sang phải, thanh xoắn bị xoắn và trục van điều khiển theo đó quay sang phải. Các lỗ X và Y hạn chế dầu từ bơm để ngăn dòng chảy vào các cổng "C" và cổng "D". Kết quả là dầu chảy từ cổng "B" tới ống nối "B" và sau đó tới buồng xi lanh phải, làm thanh răng dịch chuyển sang trái và tạo lực trợ lái. Lúc này, dầu trong buồng xi lanh trái chảy về bình chứa qua ống nối "C" --> cổng "C" --> cổng "D" --> buồng "D". + Khi quay vòng sang trái Cũng giống như quay vòng sang phải, khi xe quay vòng sang trái thanh xoắn bị xoắn và trục điều khiển cũng quay sang trái. Các lỗ X' và Y' hạn chế dầu từ bơm để chặn dòng chảy dầu vào các cổng "B" và "C". Do vậy, dầu chảy từ cổng "C" tới ống nối "C" và sau đó tới buồng xi lanh trái làm thanh răng dịch chuyển sang phải và tạo lực trợ lái. Lúc này, dầu trong buồng xi lanh phải chảy về bình chứa qua ống nối "B" --> cổng " B" --> cổng "D" --> buồng "D". 5. Hệ thống lái thuỷ lực điều khiển điện tử (EPS) 5.1 Giới thiệu chung
5.2 Cấu tạo và hoạt động a. Bộ điều khiển ECU EPS ECU EPS nhận tín hiệu từ các cảm biến, đánh giá tình trạng xe và quyết định dòng điện cần đưa vào động cơ điện một chiều để trợ lực. b. Cảm biến mô men
5.3 Các tín hiệu khác:
NHỮNG HƯ HỎNG THƯỜNG GẶP CỦA HỆ THỐNG LÁI TRÊN Ô TÔ 1. Lỗi tay lái quá nặng
2. Hiện tượng trả tay lái chậm Cùng với lỗi tay lái nặng, thì hiện tượng trả tay lái chậm cũng có nguyên nhân do bơm trợ lực hoạt động không hiệu quả. Khi sảu ra hiện tương này thường đồng nghĩa với việc áp suất dầu và lưu lượng bơm yếu làm cho thước lái di chuyển chậm khi đánh lái. Việc bị lọt dầu qua khoang còn lại của thước khi séc măng bị hở cũng gây ra hiện tượng chậm trả lái. Ngoài ra còn một số nguyên nhân gây ra hiện tượng trả tay lái chậm như: Các đăng lái hay thanh dẫn động lái bị mòn làm tăng lực ma sát khi trả lái hay đã bị khô dầu mỡ. 3. Lỗi bị rơ vành tay lái Độ rơ của toàn bộ hệ thống lái được phản hồi từ độ rơ của vành tay lái. Việc bị mòn khớp nối trục trung gian, các khớp cầu và trục các đăng lái khi sử dụng làm gia tăng độ trễ khi điều khiển xe gây nên hiện tượng rơ vành tay lái. Khi độ rơ nay quá lớn, chúng ta có thể dễ dàng cảm nhận được, các chủ xe cần đưa ô tô của mình đến các trung tâm sửa chữa ô tô để có các biện pháp điều chỉnh và hồi phục kịp thời. Nếu phát hiện sớm, có thể chi phí bảo dượng sửa chữa hệ thống lái sẽ giảm đi đáng kể. 4. Phát hiện âm thanh bất thường ở hệ thống lái
5. Thước lái bị rò rỉ hoặc chảy dầu Đây có thể nói là hiện tượng phổ biến nhất trong hệ thống lái. Nguyên nhân gây ra hiện tượng rò rỉ hoặc chảy dầu thước lái là do phớt thước lái bị xước, nứt, bụi bẩn xâm nhập hoặc đai siết 2 đầu thước lái không chặt làm rỗ ti, phá hủy phớt. Việc có tuổi thọ không cao nên phớt thước lái sau thờ gian sử dụng nhất định sẽ gây ra chảy dầu, nên các chủ xe lưu ý để có những biện pháp bảo dưỡng hợp lý. QUY TRÌNH BẢO DƯỠNG VÀ SỬA CHỮA HỆ THỐNG LÁI 1. Bảo dưỡng bên ngoài các bộ phận của hệ thống lái 1.1 Quy trình tháo, lắp, kiểm tra bên ngoài các bộ phận a. Quy trình tháo, lắp Quy trình tháo
Quy trình lắp
1.2. Kiểm tra hệ thống lái. Kiểm tra độ rơ góc vành tay lái:
Nếu độ rơ lớn quá thì cần kiểm tra các bộ phận sau:
2. Bảo dưỡng 2.1. Bảo dưỡng hằng ngày
2.2. Bảo dưỡng định kỳ
|